Как NASA показало Америке Луну

И, наконец, третий передатчик, расположенный в 45 град. ЮШ и 20 град. ВД, находится от вас на расстоянии 50 град. Аналогично получаем ЛП-3. Она пересекает ЛП-1 и ЛП-2 соответственно в точках С и D, образуя небольшой треугольник, который затенен на рис. 19 справа. В этом треугольнике вы и находитесь. Если его размер составляет около 1 град., то погрешность в определении местоположения равна приблизительно 30 морским милям.

В реальных условиях можно добиться лучших результатов и сократить погрешность измерения до нескольких миль. Учитывая размер нашей планеты, это пустяк. Мореплаватели (даже на небольших судах) обычно используют секстанты и специальные таблицы для более точных расчетов.

Вся навигация основана на пересекающихся ЛП. Этот принцип используется, в частности, системой SATNAV (Satellite Navigation — Спутниковая навигация), разработанной в начале 1960-х годов. Ее бортовой набор состоит из радиоприемника и компьютера. Со спутника, движущегося с высокой скоростью по полярной орбите, порциями передаются данные, которые, кроме всего прочего, содержат сигналы времени и координаты спутника. Приемник сравнительно медленно идущего либо стоящего судна получает эти данные и измеряет сдвиг Доплера в череде порций данных, обусловленных движением приемника относительно спутника. Компьютер производит серию вычислений, чертит математические ЛП, находит их пересечение и выдает местоположение объекта, его скорость и другую полезную информацию. Для неподвижного объекта погрешность измерений невелика — до 50 м, для движущегося судна — до 200 м. Однако подобная точность расчетов была достигнута лишь к концу 1971 года (2, с. 1047).

У всех этих систем есть одно общее свойство — все три ЛП нарисованы на поверхности Земли, что, естественно, не учитывает реального положения объекта в трехмерном пространстве. Даже если вы летите в самолете или плывете в подводной лодке, то ваше положение определяется, образно говоря, на поверхности Земли. Разделение поверхности земли на сушу и водное пространство дает нам дополнительные точки отсчета, а магнитное поле Земли позволяет нам отличать север от юга, и все небесные тела для нас «движутся» в течение дня с востока на запад.

Точность космической навигации, или астронавигации, с использованием секстанта зависит от умения наблюдателя «поймать» наиболее яркие звезды, географическое положение которых легко определить. Навигатор ориентируется, выделяя их из известных созвездий, которые меняются настолько медленно, что в течение жизни заметить их смещение с помощью такого грубого инструмента, как секстант, невозможно.

С помощью секстанта можно «подстрелить» определенную звезду, а затем скорректировать угол с учетом механических и прочих погрешностей. Нас интересует угловое удаление звезды от зенита. Поскольку горизонт расположен под углом 90 град. к зениту, можно вычесть измеренный угол и получить расстояние между «своим» зенитом и зенитом этой звезды. Получаем ЛП, как на рис. 19 слева. Повторение расчета с использованием других звезд дает положение, изображенное на рис. 19 справа.

Навигация NASA

Звезды, входящие в состав одного любого созвездия, как это ни парадоксально, практически не имеют ничего общего между собой — помимо того очевидного факта, что они находятся в одном и том же направлении от Земли, а также принадлежат нашей Галактике. Хотя каждая звезда находится в очень быстром движении по отношению к Солнцу и другим звездам своего созвездия, они настолько удалены от Земли, что кажутся нам неподвижными.

Майкл Коллинз пишет:

«Общая идея навигационной системы Аполлона достаточно проста. Все началось со звезд, чьи положения в инертном космосе хорошо известны и неизменны… Они так далеко, что выглядят одинаково, что с Земли, что с Луны» (7, с. 288).

Во время приготовлений к полетам на Луну он утверждал, что навигация — это его конек:

«Я несколько раз ездил в Массачусетский технологический институт (MIT), расположенный недалеко от Бостона, и прилагал максимум усердия. Эксперты мучили меня «простыми» объяснениями две недели, после чего мне оставалось лишь качать головой» (7, с. 288).

Возможно, он чувствовал, что ему внушают всякую чушь, что-то вроде «Фрамус витигирует на стержне шпиговки, приводя в действие холкроид. Как только он дзильгнет, значит ты на полпути домой». Когда мне попадается нечто подобное, лишенное всякого смысла, у меня всегда возникают проблемы: я не могу это запомнить и не могу с этим работать.